二級(jí)公路升級(jí)改造一級(jí)公路路面設(shè)計(jì)方案比選

張高才

（新疆維吾爾自治區(qū)交通規(guī)劃勘察設(shè)計(jì)研究院，新疆 烏魯木齊 830006）

引言

隨著我國經(jīng)濟(jì)社會(huì)的迅猛發(fā)展，國省道建設(shè)里程大幅度增長，公路網(wǎng)絡(luò)已逐步完善，老路升級(jí)改造已成為公路建設(shè)領(lǐng)域的發(fā)展趨勢(shì)[1]。基于發(fā)展趨勢(shì)，國內(nèi)相當(dāng)一部分二級(jí)公路需提升為一級(jí)公路。相比一般的新建公路，改擴(kuò)建項(xiàng)目面臨的問題較為復(fù)雜，其中老路路面的改造利用是制約工程建設(shè)的關(guān)鍵因素之一。

1 工程概況

G579線庫車-拜城-玉爾滾公路工程建設(shè)（二期）項(xiàng)目位于新疆阿克蘇地區(qū)拜城縣境內(nèi)，按照一級(jí)公路進(jìn)行設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)速度100 km/h，設(shè)計(jì)交通荷載等級(jí)為中等交通，路線全長約186.293 km，其中K19+300—K114+340段采用分離式路基，左幅新建，右幅利用石油公路，限于篇幅僅以K50+000—K60+000段為例。

石油公路由塔里木油田公司建設(shè)，該工程于2015年9月建成通車，采用二級(jí)公路技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，設(shè)計(jì)速度80 km/h，路基寬度12.00 m，路面寬度10.00 m，路面結(jié)構(gòu)為：4 cm中粒式瀝青混凝土+7 cm粗粒式瀝青混凝土+30 cm水泥穩(wěn)定砂礫+20 cm級(jí)配礫石。

2 路面檢測及評(píng)價(jià)

為確定K50+000—K60+000利用石油公路段的路面結(jié)構(gòu)，首先按照《公路技術(shù)狀況評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)》（JTG 5210—2018）[2]的規(guī)定對(duì)老路路面進(jìn)行現(xiàn)場檢測；然后按照《公路瀝青路面養(yǎng)護(hù)設(shè)計(jì)規(guī)范》（JTG 5421—2018）[3]的規(guī)定確定路面處理對(duì)策。

2.1 路面檢測結(jié)果

2.1.1 路面損壞狀況

路面材料性能、結(jié)構(gòu)性能衰變最終表現(xiàn)為各種形式的病害。路面病害類型分布及發(fā)展趨勢(shì)是路面性能模型的重要組成部分，也是路面病害處置方案選定的核心之一。通過現(xiàn)場檢測路面出現(xiàn)橫向裂縫、縱向裂縫、塊狀裂縫等病害，路面損壞狀況檢測結(jié)果見表1。

2.1.2 路面平整度

路面不平整所引起的車輛振動(dòng)，會(huì)對(duì)車輛磨損、燃油消耗、行駛舒適、行車速度、路面損害和交通安全等方面產(chǎn)生直接影響，因此，平整度是度量路面行駛質(zhì)量的一項(xiàng)性能指標(biāo)，路面平整度狀況檢測結(jié)果見表2。

表1 PCI評(píng)定

表2 RQI評(píng)定

2.1.3 路面車轍

車轍檢測采用多功能激光路面檢測儀進(jìn)行檢測，根據(jù)《公路技術(shù)狀況評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)》（JTG 5210—2018），瀝青路面車轍采用路面車轍深度指數(shù)（RDI）作為評(píng)價(jià)指標(biāo)，結(jié)果見表3。

表3 RDI評(píng)定

2.1.4 路面抗滑

路面抗滑性能是指車輛輪胎受到制動(dòng)時(shí)沿路面滑移所產(chǎn)生的抗滑力，通?？够阅鼙豢醋魇锹访娴谋砻嫣匦浴！豆芳夹g(shù)狀況評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)》（JTG 5210—2018）以路面車轍深度指數(shù)（SRI）作為評(píng)價(jià)指標(biāo)，結(jié)果見表4。

表4 SRI評(píng)定

2.1.5 路面結(jié)構(gòu)強(qiáng)度

公路回彈彎沉數(shù)據(jù)采用JG-2005型激光自動(dòng)彎沉儀進(jìn)行采集，自動(dòng)采集、縱向連續(xù)檢測，以每公里為評(píng)定單元。對(duì)彎沉檢測數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)后得到PSSI值，結(jié)果見表5。

表5 PSSI評(píng)定

2.2 路面處理對(duì)策

路面處理對(duì)策應(yīng)根據(jù)不同的公路等級(jí)制定，按照《公路瀝青路面養(yǎng)護(hù)設(shè)計(jì)規(guī)范》（JTG 5421—2018）的規(guī)定（表6、表7）進(jìn)行養(yǎng)護(hù)類型劃分，基于檢測結(jié)果本項(xiàng)目的養(yǎng)護(hù)類型為修復(fù)養(yǎng)護(hù)。修復(fù)養(yǎng)護(hù)是指在瀝青路面出現(xiàn)明顯病害或部分喪失服務(wù)功能的情況下，為恢復(fù)路面技術(shù)狀況而進(jìn)行的修復(fù)性養(yǎng)護(hù)工程，分為功能性修復(fù)及結(jié)構(gòu)性修復(fù)。由于K50+000—K60+000段利用的石油公路路面結(jié)構(gòu)強(qiáng)度均為“優(yōu)”“良”，表明路面結(jié)構(gòu)強(qiáng)度衰減不大且路面損壞狀況較輕，故可按照功能性修復(fù)進(jìn)行處理。

表6 評(píng)價(jià)單元養(yǎng)護(hù)類型劃分方法

表7 養(yǎng)護(hù)標(biāo)準(zhǔn)值參考范圍

3 路面方案研究

3.1 方案一

3.1.1 加鋪碎石封層+罩面方案

（1）對(duì)老路表面層進(jìn)行精銑刨3 mm，既能起到清潔路表的作用又能使之形成新鮮的粗糙面提高舊路面與加鋪層的黏結(jié)力。（2）鋪筑碎石封層。由于老路路面結(jié)構(gòu)層中未設(shè)置碎石封層，為提高路面的防水能力進(jìn)行增設(shè)。（3）加鋪4 cm細(xì)粒式瀝青混凝土（AC-13C）。

3.1.2 優(yōu)缺點(diǎn)

（1）優(yōu)點(diǎn)：老路路面面層不需要挖除，減少產(chǎn)生瀝青混合料廢料，對(duì)生態(tài)環(huán)境影響較??；能有效利用老路表面層強(qiáng)度，形成上、中、下三層瀝青面層，提高路面的使用壽命。（2）缺點(diǎn)：直接加鋪4 cm罩面后路面標(biāo)高發(fā)生了變化，橋梁、明涵等構(gòu)造物前后需進(jìn)行過渡處理，增加施工難度。

3.2 方案二

3.2.1 表面層銑刨重鋪方案

（1）對(duì)老路4 cm中粒式瀝青混凝土進(jìn)行銑刨；（2）鋪筑碎石封層，封層作用同方案一；（3）加鋪4 cm中粒式瀝青混凝土（AC-16C）。

3.2.2 優(yōu)缺點(diǎn)

優(yōu)點(diǎn)：（1）銑刨后重新鋪筑相同厚度的瀝青混凝土，不改變既有路面標(biāo)高，對(duì)橋梁、明涵等構(gòu)造物基本無影響。（2）銑刨表面層后無需進(jìn)行老路路面病害處理。缺點(diǎn)：（1）銑刨產(chǎn)生很多瀝青混凝土廢料，若得不到有效地處置對(duì)生態(tài)環(huán)境影響較大。（2）施工較為復(fù)雜，施工周期較長。經(jīng)綜合比選，兩個(gè)方案改造后的路面結(jié)構(gòu)均能滿足預(yù)測交通量的需求，同時(shí)滿足《公路瀝青路面設(shè)計(jì)規(guī)范》（JTG D50—2017）[4]規(guī)定的路面組合方式及路面鋪筑厚度，為工程建設(shè)提供了多種選擇。由于方案二需對(duì)原有路面進(jìn)行銑刨，涉及到銑刨費(fèi)用、瀝青混凝土廢料處理費(fèi)用，從經(jīng)濟(jì)、環(huán)保的角度考慮，方案一優(yōu)勢(shì)明顯，且施工相對(duì)簡便縮短了施工周期，因此推薦方案一作為路面設(shè)計(jì)方案。

4 結(jié)語

（1）利用舊路進(jìn)行路面設(shè)計(jì)的前提是路基可完全利用，應(yīng)對(duì)老路路面進(jìn)行詳細(xì)的調(diào)查及開展試驗(yàn)檢測，以獲取準(zhǔn)確的基礎(chǔ)資料。（2）按照現(xiàn)行規(guī)范對(duì)基礎(chǔ)資料進(jìn)行系統(tǒng)的歸納分析及必要的理論計(jì)算是確定老路路面處理對(duì)策的前提條件。（3）路面設(shè)計(jì)的影響因素是多方面的，前提是符合規(guī)范要求，然后從適用、經(jīng)濟(jì)、環(huán)保等方面進(jìn)行綜合比選以確定最終設(shè)計(jì)方案。